全文摘要
本实用新型公开了光学模组自动对齐测试设备，涉及光学测试技术领域，包括：测试平台和控制器，测试平台上设置有光路检测机构、测试执行机构和光学相机装置；光路检测机构包括激光器、激光器调整滑台、折射棱镜、光学棱镜固定座，激光器安装于激光器调整滑台；测试执行机构包括光学显示器载具和光学显示器位置调节装置；光学相机装置用于获取光路信息以及光学棱镜和光学显示器的相对位置信息并将光路信息和位置信息传送给控制器。本实用新型光学模组自动对齐测试设备，可实现模组自动调心测试，具有高效，高精度的特点。
主设计要求
1.一种光学模组自动对齐测试设备，其特征在于，包括：测试平台和控制器，所述测试平台上设置有光路检测机构、测试执行机构和光学相机装置；所述光路检测机构包括激光器、激光器调整滑台、折射棱镜和光学棱镜固定座，所述激光器安装于所述激光器调整滑台，所述折射棱镜用于将所述激光器发出的激光折射向固定于所述光学棱镜固定座的光学棱镜；所述测试执行机构包括光学显示器载具和光学显示器位置调节装置，所述光学显示器位置调节装置由所述控制器控制用于调整所述光学显示器载具使所述光学显示器与所述光学棱镜对齐；所述光学相机装置用于获取光路信息以及所述光学棱镜和光学显示器的相对位置信息并将所述光路信息和所述位置信息传送给所述控制器。
设计方案
1.一种光学模组自动对齐测试设备，其特征在于，包括：
测试平台和控制器，所述测试平台上设置有光路检测机构、测试执行机构和光学相机装置；
所述光路检测机构包括激光器、激光器调整滑台、折射棱镜和光学棱镜固定座，所述激光器安装于所述激光器调整滑台，所述折射棱镜用于将所述激光器发出的激光折射向固定于所述光学棱镜固定座的光学棱镜；
所述测试执行机构包括光学显示器载具和光学显示器位置调节装置，所述光学显示器位置调节装置由所述控制器控制用于调整所述光学显示器载具使所述光学显示器与所述光学棱镜对齐；
所述光学相机装置用于获取光路信息以及所述光学棱镜和光学显示器的相对位置信息并将所述光路信息和所述位置信息传送给所述控制器。
2.根据权利要求1所述的光学模组自动对齐测试设备，其特征在于，所述光路检测机构还包括设置于所述测试平台的光路检测支架，所述激光器调整滑台设置于所述光路检测支架，所述激光器设置于所述激光器调整滑台。
3.根据权利要求2所述的光学模组自动对齐测试设备，其特征在于，所述光路检测支架还设置有用于遮挡所述激光器发出的激光的遮挡板，所述遮挡板由升降机构驱动。
4.根据权利要求1所述的光学模组自动对齐测试设备，其特征在于，所述光学显示器位置调节装置包括载具夹紧机构、位移台和水平移动机构，所述载具夹紧机构用于夹紧所述光学显示器载具，所述载具夹紧机构设置于所述位移台，所述位移台由所述水平移动机构驱动，所述载具夹紧机构、所述位移台和所述水平移动机构均与所述控制器连接。
5.根据权利要求4所述的光学模组自动对齐测试设备，其特征在于，所述水平移动机构包括电缸和滑轨，所述电缸和所述滑轨均设置于电缸支撑架上，所述电缸支撑架设置于所述测试平台，所述电缸的工作台通过滑块与所述位移台连接，所述滑块滑动设置于所述滑轨。
6.根据权利要求5所述光学模组自动对齐测试设备，其特征在于，所述位移台为六足位移台，所述六足位移台通过位移台支架与所述滑块连接。
7.根据权利要求4所述的光学模组自动对齐测试设备，其特征在于，所述载具夹紧机构为电爪。
8.根据权利要求1所述的光学模组自动对齐测试设备，其特征在于，所述光学棱镜固定座设置于操作台，所述操作台通过操作台底座设置于所述测试平台，所述操作台还用于放置所述光学显示器载具。
9.根据权利要求8所述的光学模组自动对齐测试设备，其特征在于，所述光学相机装置包括光学相机和光学相机调整滑台，所述光学相机调整滑台设置于所述操作台底座，所述光学相机调整滑台用于调节所述光学相机的位置，所述光学相机与所述控制器连接。
10.根据权利要求8所述的光学模组自动对齐测试设备，其特征在于，所述测试平台还设有两个安全光幕，两个所述安全光幕分别设置于所述操作台两侧的所述测试平台上。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及光学测试技术领域，特别涉及光学模组自动对齐测试设备。
背景技术
目前AR类产品常用的光学测试方法主要为使用一个光学相机对产品lens、camera进行测试，而对AR产品的光学模组测试其主要实现模组光学的光学显示器与光学棱镜之间的高精密自动对齐测试，目前设备通常采用手动滑台，存在不能满足高精度的测试需求和测试效率极低的问题，且现有测试设备不能消除光学模组的定位误差及结构误差对测试产生的影响。主要体现如下：
1)要实现AR光学模组的光学显示器和光学棱镜自动模组调心测试，需要空间角度的高精度移动调整，来满足通过调整光学显示器的X,Y,Z及θx，θy,θz的6个自由度调整，保证光学显示器光轴与光学棱镜面垂轴的同心度，而现有设备不能实现光学显示器绕X，Y轴的高精度倾斜俯仰，效率较低；
2)光路的高精度搭建，对光学棱镜的光路的检测，模组调心前需产品的定位精度通过光路检测来判断是否满足要求，目前测试设备无光路校准，测试精度低。
实用新型内容
针对以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种光学模组自动对齐测试设备，可实现模组自动调心测试，具有高效，高精度的特点。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种光学模组自动对齐测试设备，包括：
测试平台和控制器，
所述测试平台上设置有光路检测机构、测试执行机构和光学相机装置；
所述光路检测机构包括激光器、激光器调整滑台、折射棱镜、光学棱镜固定座，所述激光器安装于所述激光器调整滑台，所述折射棱镜用于将所述激光器发出的激光折射向光学棱镜的面垂足上；
所述测试执行机构包括光学显示器载具和光学显示器位置调节装置，所述光学显示器位置调节装置由所述控制器控制用于调整所述光学显示器载具使所述光学显示器与所述光学棱镜对齐；
所述光学相机装置用于获取光路信息以及所述光学棱镜和光学显示器的相对位置信息并将所述光路信息和所述位置信息传送给所述控制器。
作为优选，所述光路检测机构还包括设置于所述测试平台的光路检测支架，所述激光器调整滑台设置于所述光路检测支架，所述激光器设置于所述激光器调整滑台。
作为优选，所述光路检测支架还设置有用于遮挡所述激光器发出的激光的遮挡板，所述遮挡板由升降机构驱动。
作为优选，所述光学显示器位置调节装置包括载具夹紧机构、位移台和水平移动机构，所述载具夹紧机构用于夹紧所述光学显示器载具，所述载具夹紧机构设置于所述位移台，所述位移台由所述水平移动机构驱动，所述载具夹紧机构、所述位移台和所述水平移动机构均与所述控制器连接。
作为优选，所述水平移动机构包括电缸和滑轨，所述电缸和所述滑轨均设置于电缸支撑架上，所述电缸支撑架设置于所述测试平台，所述电缸的工作台通过滑块与所述位移台连接，所述滑块滑动设置于所述滑轨。
作为优选，所述位移台为六足位移台，所述六足位移台通过位移台支架与所述滑块连接。
作为优选，所述载具夹紧机构为电爪。
作为优选，所述光学棱镜固定座设置于操作台，所述操作台通过操作台底座设置于所述测试平台，所述操作台还用于放置所述光学显示器载具。
作为优选，所述光学相机装置包括光学相机和光学相机调整滑台，所述光学相机调整滑台设置于所述操作台底座，所述光学相机调整滑台用于调节所述光学相机的位置，所述光学相机与所述控制器连接。
作为优选，所述测试平台还设有两个安全光幕，两个所述安全光幕分别设置于所述操作台两侧的所述测试平台上。
采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
工作时，首先将光学棱镜固定座上固定标准件，启动激光器，激光器发出的激光经折射棱镜照射到标准件上，激光又经标准件折射到光学相机装置上，光学相机装置获取激光的光路，并根据光路进行调整，以满足要求，然后将标准件取出，放入光学棱镜，通过光学相机装置判断经过光学棱镜的光路是否符合要求，若符合要求则说明光学棱镜位置放置正确且质量可靠，然后再进行下一步，光学显示器固定在光学显示器载具上，光学显示器位置调节装置将光学显示器载具移至光学棱镜附近，光学相机装置将光学显示器和光学棱镜的位置信息发送给控制器，光学显示器位置调节装置由控制器控制使光学显示器与光学棱镜对齐。本实用新型完全替代目前设备所使用的手动滑台调整，其高精度位移可以完全满足测试需求，提高了测试效率。
本实用新型中，升降机构驱动遮挡板上下移动，当进行光路检测时遮挡板处于缩回状态，检测完成后升降机构驱动遮挡板上移并挡住激光，从而保证在检测完光路后对激光进行遮挡，防止测试过程激光反射对作业员造成伤害。
本实用新型中，位移台支架可以保证六足位移台安装精度。
本实用新型中，安全光幕主要起到安全防护的作用，防止在测试过程作业员误伸手造成安全隐患。
综上，本实用新型光学模组自动对齐测试设备解决了现有技术采用手动滑台不能实现光学显示器绕X，Y轴的高精度倾斜俯仰、效率低以及无光路校准、测试精度低的问题。本实用新型光学模组自动对齐测试设备，可实现模组自动调心测试，具有高效，高精度的特点。
附图说明
图1是本实用新型光学模组自动对齐测试设备的结构框图；
图2是光路检测机构的结构示意图；
图3是测试执行机构的结构示意图；
图4是载具夹紧机构、位移台和光学相机装置的结构示意图；
图中：1-测试平台，2-光路检测机构，21-激光器，22-激光器调整滑台，23-折射棱镜，24-光路检测支架，3-测试执行机构，31-光学棱镜固定座，32-光学显示器载具，331-光学相机装置，3311-光学相机，3312-光学相机调整滑台，3321-载具夹紧机构，3322-位移台，3323-水平移动机构，33231-电缸，33232-滑轨，33233-电缸支撑架，33234-滑块，4-遮挡板，5-升降机构,6-操作台，7-位移台支架，8-安全光幕，9-光学显示器，10-光学棱镜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，一种光学模组自动对齐测试设备，包括：测试平台1和控制器，测试平台1上设置有光路检测机构2、测试执行机构3和光学相机装置331；光路检测机构2包括激光器21、激光器调整滑台22、折射棱镜23、光学棱镜固定座31，激光器21安装于激光器调整滑台22，折射棱镜23用于将激光器21发出的激光折射向光学棱镜10的面垂足上；测试执行机构3包括光学显示器载具32和光学显示器位置调节装置，光学显示器位置调节装置由控制器控制用于调整光学显示器载具32使光学显示器9与光学棱镜10对齐；光学相机装置331用于获取光路信息以及光学棱镜10和光学显示器9的相对位置信息并将光路信息和位置信息传送给控制器。工作时，首先将光学棱镜固定座31上固定标准件，启动激光器21，激光器21发出的激光经折射棱镜23照射到标准件上，激光又经标准件折射到光学相机装置331上，光学相机装置331获取激光的光路，并根据光路进行调整，以满足要求，然后将标准件取出，放入光学棱镜10，通过光学相机装置331判断经过光学棱镜10的光路是否符合要求，若符合要求则说明光学棱镜10位置放置正确且质量可靠，然后再进行下一步，光学显示器9固定在光学显示器载具32上，光学显示器位置调节装置将光学显示器载具32移至光学棱镜10附近，光学相机装置331将光学显示器9和光学棱镜10的位置信息发送给控制器，光学显示器位置调节装置由控制器控制使光学显示器9与光学棱镜10对齐。。本实用新型完全替代目前设备所使用的手动滑台调整，其高精度位移可以完全满足测试需求，提高了测试效率。
如图2所示，光路检测机构2还包括设置于测试平台1的光路检测支架24，激光器调整滑台22设置于光路检测支架24，激光器21设置于激光器调整滑台22，光路检测支架24可以满足光路检测需求，保证激光穿过折射棱镜23打在光学棱镜10的距离要求。激光器调整滑台22为六轴滑台，从而保证激光器21位置的精确调整。
如图2所示，光路检测支架24还设置有用于遮挡激光器21发出的激光的遮挡板4，遮挡板4由升降机构5驱动，升降机构5驱动遮挡板4上下移动，当进行光路检测时遮挡板4处于缩回状态，检测完成后升降机构5驱动遮挡板4上移并挡住激光，从而保证在检测完光路后对激光进行遮挡，防止测试过程激光反射对作业员造成伤害。升降机构5为气缸。
如图3所示，光学显示器位置调节装置包括载具夹紧机构3321、位移台3322和水平移动机构3323，载具夹紧机构3321用于夹紧光学显示器载具32，载具夹紧机构3321设置于位移台3322，位移台3322由水平移动机构3323驱动，载具夹紧机构3321、位移台3322和水平移动机构3323均与控制器连接，控制器控制载具夹紧机构3321、位移台3322和水平移动机构3323运动，并将光学显示器9移至光学棱镜10的对应位置。载具夹紧机构3321为电爪，电爪通过控制器控制实现抓取及放开光学显示器载具32。
如图3所示，水平移动机构3323包括电缸33231和滑轨33232，电缸33231和滑轨33232均设置于电缸支撑架33233上，电缸支撑架33233设置于测试平台1，电缸33231的工作台通过滑块33234与位移台3322连接，滑块33234滑动设置于滑轨33232，滑轨33232主要起到分担电缸33231的力矩负载，保证设备的稳定性。电缸33231主要是带动位移台3322实现水平方向移动，电缸33231搭载高分辨率绝对型编码器，设备调试时、紧急停止后、或者因故障停机后重新启动设备也不需要原点复位，不仅可以缩短作业时间，也可以降低生产成本。
如图3所示，位移台3322为六足位移台，六足位移台通过位移台支架7与滑块33234连接，位移台支架7可以保证六足位移台安装精度。六足位移台能够实现调整光学显示器9的X、Y、Z及θx、θy、θz的6个自由度调整，保证光学显示器9光轴与光学棱镜10面垂轴的同心度，通过控制器控制六足位移台实现光学显示器9与光学棱镜10进行自动模组调心。
如图3所示，光学棱镜固定座31设置于操作台6，操作台6通过操作台底座设置于测试平台1，操作台6还用于放置光学显示器载具32。
如图3所示，光学相机装置331包括光学相机3311和光学相机调整滑台3312，光学相机调整滑台3312设置于操作台底座，光学相机调整滑台3312用于调节光学相机3311的位置，光学相机3311与控制器连接。光学相机3311用于对光学显示器9与光学棱镜10自动模组调心并进行实时数据的检测，通过拍照分析相对位置并反馈给控制器。
如图1所示，测试平台1还设有两个安全光幕8，两个安全光幕8分别设置于操作台6两侧的测试平台1上。安全光幕8主要起到安全防护的作用，防止在测试过程作业员误伸手造成安全隐患。
本实用新型光学模组自动对齐测试设备的实现工作原理如下：
如图1、图2和图3共同所示，工作时，将光学棱镜10固定于光学棱镜固定座31，然后开启激光器，通过光学相机3311检测光学棱镜10光路是否满足测试要求，如确认符号要求，进行下一步操作，将光学显示器9固定于光学显示器载具32，控制器控制电爪将光学显示器载具32夹紧，控制器控制电缸33231带动六足位移台移动，光学显示器9装配在光学显示器载具32中，电爪固定在六足位移台上，通过光学相机3311拍照对光学显示器9和光学棱镜10的相对位置进行分析并传输至控制器，控制器通过对数据进行分析处理后，控制精调六足位移台对光学显示器9和光学棱镜10进行自动对齐调整测试。本实用新型能够实现产品光学棱镜10高精度定位，确保光学棱镜10光路满足测试需求的情况下，进行模组自动调心测试，能够有效提升测试效率，降低产品测试过程中因产品本身误差以及重复定位造成的测试误差积累；此设备结构简单、操作方便、适用范围广。
本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920070251.5
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:95(青岛)
授权编号:CN209311054U
授权时间:20190827
主分类号:G01M 11/02
专利分类号:G01M11/02
范畴分类:30A;
申请人:歌尔科技有限公司
第一申请人:歌尔科技有限公司
申请人地址:266104 山东省青岛市崂山区北宅街道投资服务中心308室
发明人:史振涛;鞠洪德;李成垒;刘群;胥洁浩;李志彬
第一发明人:史振涛
当前权利人:歌尔科技有限公司
代理人:孟强
代理机构:37255
代理机构编号:潍坊正信致远知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计